1 動(dòng)力換擋變速器的結(jié)構(gòu)及工作原理

動(dòng)力換擋變速器一般是由一個(gè)液力變矩器和一個(gè)整體箱體式 多擋動(dòng)力換擋變速箱組成，能實(shí)現(xiàn)前、后橋驅(qū)動(dòng)，且可以帶閉鎖離 合器。某些變速器還可根據(jù)需要，在導(dǎo)輪上配置一個(gè)單向離合器。 根據(jù)不同工程機(jī)械操作規(guī)程的需要，可選配前三倒三、前四倒 三、前六倒三等到不同速度擋位的箱體。由于在變速箱中有若干個(gè)液 壓控制的多片濕式離合器，能在帶負(fù)荷的狀態(tài)下接合和脫開，從 而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋。其特點(diǎn)是各傳動(dòng)軸呈平行布置，變速器中的齒輪均為常嚙合傳動(dòng)，相對(duì)于行星 齒輪變速器，具有齒輪模數(shù)大，單齒面承受載荷大的特點(diǎn)。 動(dòng)力換擋變速器一般為平行軸（定軸）結(jié)構(gòu)，由液壓控制的多片式摩擦離 合器能在帶負(fù)荷狀態(tài)下接合和脫開，即實(shí)現(xiàn)在不切斷動(dòng)力情況下 換擋。所有傳動(dòng)齒輪均由滾動(dòng)軸承支撐，齒輪與齒輪之間為常駐 嚙合傳動(dòng)。三擋結(jié)構(gòu)的變速器有5個(gè)多片濕式摩擦離合器，4 擋至6擋結(jié)構(gòu)的，有6個(gè)多片濕式摩擦離合器。動(dòng)力換擋時(shí)，相應(yīng) 擋位的離合器摩擦片被受軸向作用的油壓所推動(dòng)的活塞壓緊，實(shí)現(xiàn)該擋位的動(dòng)力接合，換擋時(shí)該部位離 合器摩擦片在復(fù)位彈簧的作用下使活塞返回，該擋位動(dòng)力脫開。


2 控制系統(tǒng)類型及工作原理


按照控制原理不同可分為機(jī)液控制閥和電液控制閥兩種類型 的控制方式。

2.1機(jī)液控制動(dòng)力換擋原理

在變速箱內(nèi)部裝有一齒輪泵，用于變矩器和操縱閥供油。齒 輪泵經(jīng)取力軸由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力換擋時(shí)通過調(diào)整換擋 （向）控制閥（前、后擋各一個(gè)），油液經(jīng)油路內(nèi)的吸油濾清器（粗 濾）和旋轉(zhuǎn)濾清器（精濾）后，經(jīng)控制壓力閥（主調(diào)壓閥）限制其 工作壓力，再通過壓力控制閥進(jìn)入操縱閥。經(jīng)操縱閥的壓力油直 接進(jìn)入離合器，推動(dòng)相應(yīng)活塞動(dòng)作，完成動(dòng)力換擋。壓力控制閥 的主要作用是在換擋瞬間調(diào)節(jié)離合器油缸的升壓特性，即換 擋時(shí)使油壓瞬間降低，換擋結(jié)束后油壓再恢復(fù)到正常值，這樣能 減少換擋沖擊，提高換擋的可靠性和穩(wěn)定性?？刂茐毫﹂y在限制最高 油壓的同時(shí)，將溢出的油送入就矩器和潤滑油路。

2.2電液控制原理

電液控制的油路與機(jī)液控制油路相類似，只不過是用四個(gè)電 磁閥取代了兩個(gè)換擋（向）閥。動(dòng)力換擋時(shí)，通過手動(dòng)操作擋位選 擇器，控制與選擇器相連的各個(gè)電磁閥，操縱變速箱上的控制 閥，實(shí)現(xiàn)控制油路的接通與斷開，完成動(dòng)力換擋操作。由于電液操縱具有簡單、方便及電纜連接安裝方便的特點(diǎn)，因此 ，目前國產(chǎn)動(dòng)力換擋壓路機(jī)大多采用此控制方式。

2.3采用動(dòng)力換擋變速器的振動(dòng)壓路機(jī)液壓回路

在閉式液壓系統(tǒng)中，從液壓泵流出的壓力油不通過多路閥回 油箱，系統(tǒng)壓力是經(jīng)過主溢流閥調(diào)節(jié)的，壓力的大小隨負(fù)荷的變 化而變化，因而閉式回路比開式回路要先進(jìn)。與開式回路相比主 要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在流量損失 小，發(fā)熱量小等方面，在機(jī)器微動(dòng)或半操作情況下，性能差別就更加明 顯。因此，采用動(dòng)力換擋變速器的振動(dòng)壓路機(jī)宜選用柱塞泵和馬 達(dá)組成的閉式液壓回路，主油泵和轉(zhuǎn)達(dá)向油泵（此泵多采用齒輪 泵）安裝在柴油機(jī)上，主油泵用于給振動(dòng)系統(tǒng)供油，液壓油經(jīng)振 動(dòng)閥、振動(dòng)馬達(dá)冷卻后返回主油泵。轉(zhuǎn)向泵給轉(zhuǎn)向供油，油液經(jīng) 轉(zhuǎn)達(dá)向閥進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓油缸，經(jīng)冷卻器冷卻后流回液壓油箱。為實(shí)現(xiàn)變速器的潤滑，在主液壓泵前可串聯(lián)安裝一個(gè)潤滑泵。同 時(shí)，為確保液壓系統(tǒng)的工作質(zhì)量和可靠性，提高振動(dòng)壓實(shí)的激振 力，泵和馬達(dá)應(yīng)盡量使用進(jìn)口件，可選的品牌有薩奧、力士樂、 林德、伊頓等。出于從整機(jī)的價(jià)格和市場(chǎng)需求因素等多方面考 慮，為降低機(jī)械傳動(dòng)壓路機(jī)的成本，目前國內(nèi)各主要壓路機(jī)生產(chǎn) 廠家所產(chǎn)的配置動(dòng)力換擋變速器的壓路機(jī)均采用后輪單驅(qū)動(dòng)的方 式，因而變速器亦應(yīng)選擇單驅(qū)動(dòng)類型的。

2.4變速器與柴油機(jī)的連接方式

對(duì)于平地機(jī)、垃圾壓實(shí)機(jī)、裝載機(jī)等非勻速工作條件下的工 程機(jī)械，由于其負(fù)載變化比較大，因而必須采用液力變矩器， 以滿足輸出扭矩隨負(fù)載自動(dòng)變化的要求。上述設(shè)備如果采用變矩 器與變速器聯(lián)為一體的動(dòng)力換擋變速器時(shí)，變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)的連 接可以是直接連接，即采用膜片與飛輪殼連接。如果有特殊安裝需要，也可以采用分離連接，即采用法蘭和萬向節(jié)連接變矩器與 發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于壓路機(jī)等一些基本處于勻速運(yùn)動(dòng)的工程機(jī)械，由于 對(duì)動(dòng)力扭矩輸出變化要求不高。因而可以不使用變矩器，而直接 采用動(dòng)力換擋變速器，這樣可以在滿足設(shè)備動(dòng)力換擋使用的前提 下，有效降低變速器的采購成本。從實(shí)際應(yīng)用來說，對(duì)于變速 器與柴油機(jī)的連接，筆者建議應(yīng)盡量考慮采用如圖1所示的連接 結(jié)構(gòu)，柴油機(jī)1先與離合器總成2連接，采用彈性聯(lián)軸節(jié)4與動(dòng)力 變速器5實(shí)現(xiàn)連接，經(jīng)變速器5變速后，通過動(dòng)力輸出軸端6輸出 動(dòng)力，通過傳動(dòng)軸后將動(dòng)力傳至于驅(qū)動(dòng)橋，實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的后輪驅(qū) 動(dòng)。



圖1 變速器與柴油機(jī)的連接
1-柴油機(jī)； 2-離合器；3-離合器殼；4-彈性聯(lián)軸節(jié)；5-動(dòng)力換擋變速器；6-動(dòng)力輸出軸端；


該連接方式可在原有普通機(jī)械傳動(dòng)壓路機(jī)的基礎(chǔ)上，不需要 對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改動(dòng)，即可將原有普通變速器更換為動(dòng)力 換擋變速箱器，從而提高了壓路機(jī)通用化、系列化水平，有利于降 低設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

2.5變速器與驅(qū)動(dòng)橋的連接

動(dòng)力換擋變速箱和驅(qū)動(dòng)橋的連接方式與采用普通變速箱的連 接方式基本相似，其連接結(jié)構(gòu)如圖2所示，動(dòng)力變速器輸出軸端 6與帶有NO-SPIN差速器（自鎖式防滑差速器）的驅(qū)動(dòng)橋1通過 傳動(dòng)軸總成5及連接法蘭2、4實(shí)現(xiàn)連接，驅(qū)動(dòng)橋帶動(dòng)兩個(gè)膠輪實(shí) 現(xiàn)壓路機(jī)的后輪驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向時(shí)的差速。



圖2 變速器與后橋連接結(jié)構(gòu)
1-驅(qū)動(dòng)橋總成； 2-連接法蘭；3-傳動(dòng)軸總成；4-連接法蘭；5-變速器動(dòng)力輸出軸


采用帶有NO-SPIN差速器驅(qū)動(dòng)橋既能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)扭矩在左、 右車輪間的不等分配，以充分利用設(shè)備的牽引力，可明顯提 高振動(dòng)壓路機(jī)的越野性能和經(jīng)濟(jì)性，因而應(yīng)優(yōu)先采用此類驅(qū) 動(dòng)橋。主要生產(chǎn)廠家有江西分宜、成都工程、青海齒輪、山東 肥城等。

2.6操縱時(shí)的注意事項(xiàng)

壓路機(jī)在工作狀態(tài)下在使用擋位控制器進(jìn)行換擋時(shí)，操縱應(yīng) 逐漸依次進(jìn)行，不可跳擋操縱。此外，一些變速器僅在1擋時(shí)可 實(shí)現(xiàn)反向操縱，因而駕駛時(shí)必須給予充分的注意。另外在行駛中，在下坡滑行時(shí)，應(yīng)操縱相應(yīng)的擋位，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得低 于1200r/min，以滿足變速箱各部位潤滑的需要。

動(dòng)力變速器總成一般采用8號(hào)液力傳動(dòng)油。首次加油量應(yīng)合 適，進(jìn)行油位檢查時(shí)，先使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)，油溫在80℃ 時(shí)，油面應(yīng)達(dá)到油標(biāo)尺的上標(biāo)記刻度；油溫在40℃時(shí)油面應(yīng)降至 下標(biāo)記刻度。變速箱首次工作100小時(shí)后必須更換油，以后每 工作1000小時(shí)換一次油，并且在換油同時(shí)更換濾油器。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火主機(jī)被拖行時(shí)，變速器要求拖行速度不得 超過10Km/h，拖行距離不得超過10Km，以防止變速器的損壞。

目前，國內(nèi)已經(jīng)采用動(dòng)力換擋變速器的產(chǎn)品有徐工的XSM220、洛建的LSS220D等型 號(hào)產(chǎn)品，由于上述產(chǎn)品具有價(jià)格便宜、操縱輕便、質(zhì)量可靠等特 點(diǎn)，已經(jīng)成為機(jī)械化驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)的市場(chǎng)新寵，受到越來越多用戶 的青睞。